Наш журнал продолжает серию интервью с организаторами Национальной технологической олимпиады (НТО), и сегодня наш герой — Дмитрий Александрович Сурков, руководитель профиля «Беспилотные авиационные системы» (БАС) и заместитель начальника Отдела автоматизации экспериментов Института № 3 «Системы управления, информатика и электроэнергетика» Московского авиационного института. Дмитрий Александрович рассказал о летательных аппаратах, симуляторе для решения задач, старательных участниках и росте успеха профиля.
Дмитрий Сурков, руководитель профиля БАС Наталия Саюкина: Расскажите, пожалуйста, о себе. Что привело вас в область образования и беспилотных технологий? Дмитрий Сурков: Так сложилось, что пока я учился в Московском авиационном институте, меня заинтересовали и инженерное направление, и преподавательская деятельность. Поэтому я стал преподавателем МАИ и являюсь им до сих пор. Работая в институте «Системы управления, информатика и электроэнергетика» на кафедре № 305 «Пилотажно-навигационные и измерительно-вычислительные комплексы», я занимаюсь вопросами, связанными с измерительными управляющими комплексами для различных объектов, в том числе для беспилотных аппаратов, которые могут быть подводными, воздушными, наземными, колесными и другими. Всё, что связано с интеллектом и системами управления — направление нашей кафедры.
Около пяти лет назад в нашем институте мы создали группу и организовали профиль БАС. Мы стремились организовать профиль, который был бы интересен не только с точки зрения возможности попробовать новое, но и с точки зрения моделирования в простых условиях сложных задач, которые сейчас решают беспилотники в различных сферах нашей жизни.
Н.С.: Как проходил профиль БАС в разные годы? Д.С.: Наша команда разработчиков уже много лет проводит олимпиаду. В 2017 году мы начали с беспилотных летательных аппаратов мультироторного типа, то есть с квадрокоптеров. Основная цель была — помочь участникам научиться программировать, работать с датчиками, разрабатывать алгоритмы измерения и работать с техническим зрением. Мы включили в профиль новейшие технологии в области измерения, управления и диагностики БАС.
В 2018 году мы перешли на беспилотные летательные аппараты (БЛА) самолётного типа. Почему так произошло? Во-первых, появился дополнительный профиль НТО «Летающая робототехника», специфика которого заключается в работе с мультироторными платформами. Во-вторых, БЛА самолётного типа имеют большую дистанцию полета. Мы занимаемся ими уже несколько лет.
К сожалению, несколько лет назад началась пандемия, поэтому с 2020 года финалы проходили в дистанционном формате. Но это не сильно уменьшило заинтересованность ребят. Например, в этом году на наш профиль зарегистрировалось более 3 тысяч человек. Нам как организаторам очень приятно, что каждый год количество желающих поучаствовать в нём продолжает расти.
Более того, новый формат позволил нам не только разработать симулятор полёта беспилотника, но и включить в него современные технологии. Ребята знакомятся с системой управления, разработкой алгоритмов и испытанием решений на этом симуляторе.
Симулятор полета БПЛА самолетного типа Н.С.: Какие задачи на разных этапах решают участники профиля БАС? Д.С.: На первом этапе участники решают задачи по двум школьным предметам: информатике и физике. Знания этих предметов необходимы, чтобы справиться с заданиями последующих этапов.
На втором отборочном этапе участники разбираются в определении параметров полёта, ориентации и навигации, моделировании полёта и обработке изображений. Такие задания представляют собой элементы инженерной задачи заключительного этапа.
Финальной задачей является разработка системы автоматического управления беспилотным летательным аппаратом самолётного типа для поиска объектов в автоматическом режиме.
Н.С.: Где, помимо образования, применяются летательные аппараты самолётного типа, вокруг которых строится ваш профиль? Д.С.: Беспилотные летательные аппараты, в том числе самолётного типа, применяются всё чаще и чаще в нашей жизни. Они нужны в сельском хозяйстве, где необходимо контролировать всхожесть растений и делать посевы; в поисково-спасательных работах; для контроля за зонами чрезвычайных происшествий, где нужно быстро узнавать о возникновении пожара или наводнения.
Мы стараемся делать для олимпиады задачи, исходя из этих областей применения, и моделировать близкие к реальности ситуации. Ребята решают задачи во время работы в симуляторе или при запуске самолётов на аэродроме. Они получают новые компетенции и удовольствие от решения сложных задач. Кто-то из них продолжит обучаться в этом направлении и в будущем станет развивать технологии и внедрять их.
Н.С.: Можете привести пример задачи, похожей на реальный кейс, из тех, что участники решали на олимпиаде? Д.С.: В России, как вы знаете, случается большое количество пожаров. Поэтому поиск очагов возгорания, определения площади опасных зон и передача данных о них должны быть своевременны, чтобы минимизировать опасность и затраты при тушении. Поэтому в прошлом году у нас была задача не для будущего, а для настоящего времени. Участникам необходимо было обнаружить очаги пожара, облететь опасную зону и проанализировать ситуацию.
Ребята разрабатывали систему автоматического управления и работали с техническим зрением, анализируя различные объекты, смоделированные в симуляторе, в том числе пожары.
Мы стараемся давать задачи, которые позволяют участникам применять свои знания в ближайшем будущем. Подобные задачи необходимо решать уже сейчас.
Н.С.: Скажите, а кого вы подразумеваете, говоря «мы»? Кто входит в команду профиля? Д.С.: В команде разработчиков порядка 10 человек, из них больше половины готовят профиль НТО. Это и кандидаты наук, сотрудники кафедры, и студенты. У каждого есть определенный круг обязанностей, чтобы команда эффективно решала свои задачи: есть куратор, отвечающий участникам на вопросы, организатор самого финала, разработчик задач второго этапа, тестировщик и даже два корректора. Наша команда сплочённая, и для её хорошей работы важен каждый.
Наталья Егорова, разработчик профиля БАС Н.С.: Что вам особенно запомнилось за годы работы профиля? Д.С.: Есть ребята, которые поступают после олимпиады в МАИ — это особенно ценно.
Мы даём тем, у кого есть желание развиваться в этом направлении, делать это за счет практики моделирования полётов и работы в симуляторах. Наша задача — сделать так, чтобы их интерес не угас, а, наоборот, возрос. Мы готовы сопровождать тех, кто настроен поступать в МАИ, на пути их развития. Нам, и как преподавателям, и как организаторам профиля, важна обратная связь от школьников и студентов. Запоминается, что ребята говорят после окончания второго и третьего этапа, какие пишут отзывы. Их предложения, как нам стать лучше, для нас тоже очень важны. Чем больше мнений мы соберём в опросах и лично, тем лучше у нас получится модернизировать профиль для следующего года. Мы сделаем это, чтобы максимально помогать ребятам развиваться в беспилотной инженерии.
Н.С.: Вы многое рассказали про команду и её работу с участниками. А как обычно проходит лично ваше взаимодействие с ними? Может быть, вы можете вспомнить какой-нибудь яркий случай из вашего общения? Д.С.: Когда у некоторых команд возникали затруднения, ступор или непонимание задачи, мы их мягко направляли, для них это становилось неожиданной поддержкой. Они получали стимул двигаться в решении задач дальше и работали эффективнее.
Сложно забыть, как одна из команд, обратилась к нам перед окончанием финала и выставлением баллов и рассказала о том, какие моменты в проведении финала их не устраивают. На тот момент они не знали, что победили. Они что-то недопоняли, решили, что провалили задание, и пришли к нам за пояснениями. Мы предложили им просто пересмотреть своё решение.
Н.С.: А как вы думаете, что участников удивляет в профиле больше всего? Д.С.: Скорее всего, возможность реальных полетов. Если финал проходит очно, то участники живут в Москве и приезжают к нам в МАИ. Несколько дней подряд мы выезжаем на маёвский аэродром, который является самым близким аэродромом к столице, на котором официально разрешено летать. И запускаем летательный аппарат, даже в суровых погодных условиях, таких как минусовая температура и сильный ветер.
Ребята испытывают восторг, когда видят, как реальный аппарат готовится взлететь, как написанные ими алгоритмы на самом деле работают. Это вдохновляет. Многие участники замечают, что у них не было даже возможности получить такой опыт, потому что подобные нашим аппараты слишком дорогостоящие.
Участник финала на аэродроме Н.С.: Звучит очень здорово. Жаль, что пару лет финал был дистанционный. Д.С.: Да, но сейчас пандемия отступает. Возможно, в следующем году вернемся к очному формату.
Н.С.: Будем надеяться. А есть ли что-то, о чем участники на самом деле не знают, но это их сильно удивило бы? Может быть, вы можете раскрыть какой-то секрет? Д.С.: Участники думают, что они решат задания, наберут баллы, и всё закончится. А мы, на самом деле, продолжаем вести их. Мы остаёмся на связи, отвечаем на вопросы, поддерживаем их начинания и даже сами пишем тем, кто хочет поступать в МАИ. Мы предлагаем им продолжать развиваться в нашем направлении, в том числе и профессионально, получить результат от увлечения.
А ещё наш профиль особенный. Мы не можем проводить его в помещении, потому что у самолётов размах крыльев — 1,6 м. Поэтому мы зависим от погодных условий, и в крайнем случае приходится переносить полёт в симулятор. Поэтому для всех это загадка — случится полёт или нет.
Александр Галамич, разработчик профиля БАС Н.С.: Вероятно, участники чувствуют трепет во время ожидания. Раз у вас свой аэродром, вы не сотрудничаете с другими компаниями и делаете профиль абсолютно самодостаточно? Д.С.: Наш профиль поддерживают высокотехнологичные компании-партнёры, такие как АО «Компания «Сухой» и ПАО «ОАК» («Объединенная авиастроительная корпорация»). Мы благодарны им за помощь и поддержку.
Н.С.: Как вы оценивали последний прошедший профиль, сезона 2021/22? Насколько он был успешен по сравнению с остальными? Дал он уже какие-то идеи для будущей олимпиады? Д.С.: Мы стараемся каждый год применять новую технологию, способ или метод. В этом году, например, новшеством была функция, которая при полёте самолёта в симуляторе и передачи видеоизображения «с камеры» беспилотника позволяет ребятам обрабатывать видеопоток также в режиме реального времени с помощью языка Python. Эта обработка видеопотока нужна была для поиска объектов.
Например, у ребят была информация о цвете и геометрии предмета, но они не знали, что это. Их беспилотник в симуляторе летел и посылал им видеопоток, а они должны были при помощи кода обнаружить, что беспилотник снимает искомый предмет. Ребята говорили, что им очень понравилась такая задача, поэтому мы будем развивать эту технологию в последующие годы.
Н.С.: Что вы хотели бы пожелать будущим участникам профиля? Д.С.: Я желаю участникам стараться развиваться во многих сферах. Пока вы учитесь, вы должны получить максимальный опыт. В будущем на работе с вас спросят не то, что вы прошли, а то, что вы знаете и умеете. Пробуйте все возможности учиться на практике. Цель НТО — научить вас сплочённо работать в команде и решать интересные задачи будущего.
Если вы чувствуете, и ваш путь развития лежит именно в направлении беспилотных авиационных систем, робототехнических комплексов, то мы всегда рады вас видеть на профиле БАС. Мы будем стараться, чтобы вы получили и опыт работы, и наслаждение. Наша задача — помочь вам через олимпиаду и университет стать отличными инженерами.
Н.С.: Спасибо за вашу заботу об участниках и за интервью!